中东某抽蓄地下厂房洞室群地震动力响应分析

针对中东某抽水蓄能电站地下厂房抗震稳定性问题,以掌握地下厂房洞室群围岩地震动力响应为目标,采用动力时程分析方法,依据当地及欧洲标准,对该地下厂房洞室群地震响应进行三维非线性数值模拟,分析了洞室围岩加速度、位移、塑性区、应力分布特征及支护受力特征。结果表明:在地下厂房洞室群围岩开挖面上,围岩的加速度会表现出明显的放大效应,且结构面上会加剧加速度响应;位移时程响应与输入地震荷载位移时程曲线形态一致,但在幅值和相位上有一定差异;围岩相对变形、残余变形较大的部位与加速度放大系数较大的部位一致,围岩塑性区和应力松弛区增加较为明显的部位与加速度放大系数较大、相对变形和残余变形较大的部位基本一致;在地震作用下,围岩支护结构受力增长较小,锚杆受力超过300 MPa的百分比与围岩变形、塑性区的发展规律一致。研究成果对地下工程围岩抗震稳定性分析和抗震设计具有参考价值。     

水电站地下厂房对洞室围岩地震反应的影响

结合某抽水蓄能电站地下厂房工程,建立全机组段地下厂房与洞室群的耦合地震反应时域数值仿真模型,考虑初始地应力、分部开挖与柔性支护以及岩体的材料弹塑性,分析了厂房混凝土结构的存在对洞室围岩的地震位移、速度、加速度、塑性区等反应特征的影响.结果表明,厂房混凝土结构与围岩的相互作用对洞室围岩的地震反应影响不大,对围岩塑性区的发展起到了一定的约束作用,有利于洞室的安全.     

某抽水蓄能电站地下厂房开挖有限元分析

利用大型岩土工程有限元分析软件GTS对某抽水蓄能电站地下厂房洞室群工程进行了数值计算分析,计算真实反映了实际地质条件以及实际开挖顺序、支护手段。研究了在复杂地质条件下洞室群围岩的开挖变形形态与应力状态,分析了围岩塑性区的分布及地下厂房洞室群的围岩稳定性。     

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 选取水布垭枢纽中部厂房设计方案的地下厂房区域，采用三维弹塑性有限元法，模拟施工开挖过程，研究了复杂地质条件下洞室群围岩的开挖变形形态与应力状态，分析了围岩塑性区分布及地下厂房洞室群围岩的稳定性，最后提出了设计与施工建议。     

巨型地下厂房创新支护技术应用

白鹤滩水电站地下厂房位于高地应力区,洞室群规模巨大、挖空率高,围岩以Ⅲ1类玄武岩为主,大型层间层内错动带、柱状节理玄武岩和陡倾角长大裂隙等不良地质构造发育,洞室群效应明显,围岩稳定问题突出,开挖成型困难。为此,地下厂房开挖过程中拟采用硅粉喷射混凝土、新型锚索锚固材料,以达到快速支护的目的;利用全螺纹树脂锚杆提高岩锚梁成型质量;采用混凝土提前置换错动带以有效控制围岩变形。详细介绍了上述一系列支护技术的应用情况及控制技术。工程实践证明,上述措施实施后很大程度上保证了地下厂房开挖成型与围岩稳定。     

白鹤滩水电站地下厂房位置及轴线选择设计

白鹤滩水电站地下厂房是典型的大跨度、高边墙巨型地下洞室群。工程区地质条件较复杂,柱状节理玄武岩发育,层间层内错动带形状差,地应力复杂。地下洞室群围岩稳定成为地下厂房位置及轴线设计的关键。综合考虑地质条件、枢纽布置等因素,对拟定的不同轴线方案采用FLAC3D软件对洞室群进行了数值开挖模拟,获得了洞周围岩变形特征及应力分布状态,推荐了最优的地下厂房位置及轴线方向,为枢纽布置格局确定奠定了基础。     

白鹤滩水电站左岸地下厂房支护优化设计

白鹤滩水电站地下厂房洞室群地质条件复杂。为了确保该大型地下洞室群围岩稳定,确定出合理的系统支护参数,根据工程类比初拟锚杆、锚索等系统支护参数,利用前期地质勘测成果,精确模拟了断层、层间错动带等大型地质结构面并根据实测地应力方向及数值对模型施加地应力,从而使计算模型更贴近实际。有限元计算结果表明:施加合适的系统支护参数,地下厂房高边墙最大变形量值由80~90 mm减少至50~60 mm,高边墙塑性区深度由支护前的约8~12 m减少到支护后的约5~7 m。经与监测数据对比分析可知,数值计算结果能比较客观地反映围岩变形的量级。施工期对特殊地质部位采取了针对性加强支护措施,确保了围岩稳定和施工安全。     

复杂地质条件下大型地下洞室群围岩稳定性研究

断层等软弱地质结构面是控制地下洞室群围岩稳定的主要因素。以某水电站大型地下厂房为例,采用三维非线性有限元法分析了地下洞室群的围岩稳定,建立了考虑优势断层结构面的地下洞室群三维有限元模型,对比分析了有、无支护方案下洞周围岩位移场、应力场及塑性区分布。结果表明,洞周围岩变形受断层影响显著,断层贯穿部位多发生应力突变,断层出露部位塑性区分布范围较大;施加支护方案后,围岩变形得到了有效控制,应力集中和围岩塑性区分布范围均有所减小。     

大型抽水蓄能电站地下厂房围岩变形时效特征和反馈分析

丰宁抽水蓄能电站地下厂房洞室群的施工期围岩变形具有量值大、时效特征明显、不同深度围岩均可能发生变形的特点。为研究该地下厂房围岩变形时效特征,基于工程地质条件和监测数据,开展围岩变形机制研究。分析结果表明:地下厂房围岩变形的分布特征和时效特性,既与围岩在开挖卸荷后所出现的岩体质量下降、围岩强度减小、岩体蚀变现象有关,也与围岩内存在节理裂隙或断层等不连续地质结构在开挖卸荷作用下易发生张开或错动有关。采用由伯格斯流变模型与带拉伸截止限的摩尔-库伦塑性屈服准则组合而成的复合黏弹塑性模型,进行围岩流变力学参数反演,获得了与监测值吻合较好的围岩变形和变形时程曲线计算结果。根据洞室群围岩开挖支护稳定性分析结果,可知截至主厂房第V层开挖支护完毕,洞周围岩局部变形和塑性区深度均较大,且塑性区贯穿主厂房和主变室洞间岩柱,围岩稳定性总体较差。因此,主厂房在第V层开挖完毕后暂停继续下挖,专门进行洞室群的系统性加强支护是必要的。     

向家坝水电站地下厂房洞室群围岩稳定分析

 采用三维弹塑性损伤有限元数值分析法对向家坝地下厂房洞群围岩稳定性进行了分析论证。探讨了围岩力学参数以及围岩力学模型对洞周塑性区、应力与位移的影响,通过多种方案计算和比较,论证了向家坝地下厂房大型洞室参数、支护形式、支护参数的合理性。综合分析后认为：向家坝水电站右岸地下厂房洞室群的成洞条件较好,围岩基本是稳定的,经过锚喷支护后整体稳定是有保证的。     

某地下厂房的稳定分析与实测结果对比研究

FLAC程序在岩土工程中应用广泛,但将之用于大型地下洞室群的围岩稳定分析并与实测结果对比尚不多见,故选取某地下厂房区,采用三维快速拉格朗日法FLAC3D程序,模拟施工开挖过程,研究复杂地质条件下洞室群围岩的开挖变形形态,分析在开挖不支护条件下围岩塑性区分布及地下厂房洞室群围岩的稳定性,并与监测结果进行了对比,结果表明数值分析结果与监测结果一致。     

乌干达Karuma水电站地下厂房洞室群围岩稳定分析

基于乌干达Karuma水电站地下洞室的地质勘查及设计资料,利用FLAC3D数值分析软件对地下厂房洞室群进行开挖模拟,力求掌握洞室群开挖过程中围岩的变形规律、应力分布特征、塑性区分布围岩失稳破坏模式等围岩力学行为,为地下厂房的开挖支护设计提供技术支持。     

层间错动带影响下巨型地下洞室围岩变形及支护措施研究

白鹤滩水电站地下洞室群规模宏大且围岩地质条件复杂,软弱层间错动带影响下的地下洞室群开挖围岩稳定性及支护设计难度成为白鹤滩水电工程建设当中的关键技术问题。以右岸7号尾调室受层间错动带斜切影响为例,采用3DEC数值分析软件对其在不同支护方案下围岩和层间错动带变形的控制效果进行分析,探讨层间错动带分布位置对系统支护方案和局部加强支护方案的影响。研究表明:7号尾调室开挖围岩整体稳定性良好,系统支护方案满足维持整体稳定要求,但在层间错动带C_4、C_5局部影响范围内,需进一步采取针对性的加强支护措施,从而加强局部围岩的安全储备。研究工作的成果可为类似深埋地下工程施工及支护方案的确定提供参考。     

大岗山水电站地下洞室群围岩稳定性评价

大岗山水电站地下厂房洞室群工程规模大、地质条件复杂,成洞条件好但局部稳定问题突出。本文通过对开挖揭露的工程地质条件分析,利用数值模拟手段对地下厂房分层开挖过程中关键点部位的应力、位移和塑性区变化趋势,与开挖过程中围岩松动圈检测成果和洞室群稳定监测资料比较,综合分析认为,大岗山水电站地下洞室群围岩稳定,工程安全可靠。     

句容抽水蓄能电站地下厂房洞室群支护措施研究

针对句容抽水蓄能电站地下厂房洞室群复杂的工程地质条件,参考类似工程支护设计经验,以柔性的系统喷锚支护为主,拟定3种不同的支护方案,运用3DEC建立数值分析模型,并基于该模型对地下厂房洞室群不同支护方案进行围岩稳定分析。通过对地下厂房洞室群3种支护方案的围岩变形、围岩应力及塑性区分布等多方面进行分析、比较,结合考虑工程投资、施工工期、施工组织等多方面影响因素,最终确定适合该地下厂房洞室群的合理支护措施。     

糯扎渡水电站左岸厂房区地下洞室群围岩稳定性研究

糯扎渡水电站的地下厂房位于左岸，工程规模巨大，地质条件复杂。通过对厂房区地下洞室群的工程地质条件进行分析，以确定地下洞室群的围岩类别，预测洞室开挖后的应力应变情况，评价洞室群围岩稳定性，从而为洞室群的位置选定及支护形式设计提供依据，并为确定施工程序和施工方法提供参考。     

双江口水电站地下厂房洞室群稳定性分析

结合双江口水电站大型地下厂房洞室群工程,在厂区地质勘察资料的基础上,建立了厂区大型三维地质概化模型,采用FLAC-3D有限元软件模拟了高地应力条件下地下厂房主要洞室开挖与支护过程中围岩应力和稳定状况,结果表明:开挖后,洞周位移总体量值不大,主厂房、主变室和尾水调压室3大洞室围岩塑性区没有出现贯通,洞周围岩松动区范围完全在锚索、锚杆的设计长度控制范围之内.     

抽水蓄能电站地下厂房围岩稳定性分析

根据抽水蓄能电站地下厂房洞室群的布置和洞室围岩的地质条件,建立了拉格朗日差分分析模型。分层开挖厂房的模拟方案,进行洞室群开挖后的相关分布特征,包括围岩塑性区、应力场、位移场等,以揭示潜在破坏位置和围岩应力集中位置的分布规律。分析结果表明,广东阳江抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定,满足成洞条件。     

考虑复杂断层及岩脉的地下硐室群开挖步序优化研究

以某拟建抽水蓄能电站地下厂房硐室群为例,考虑复杂断层及岩脉,采用三维数值方法对不同开挖步序下厂房围岩变形及应力力学响应展开研究,并比选最优方案。研究结果表明:厂房硐室在四种开挖步序工况下,围岩位移场相差不大,硐室围岩的水平位移极大值出现在边墙中部,铅直方向的沉降极大值出现在硐室围岩拱顶,卸荷回弹位移极大值出现在洞室底板中部;主厂房上游边墙局部部位出现拉应力区,方案2引起的拉应力区范围最小,方案3最大;七步开挖方案条件下的塑性区体积均小于六步开挖方案的结果,表明主厂房采用七步开挖方法有助于减少洞室围岩的塑性区分布;在考虑复杂断层及岩脉的情况下,4种施工步序方案均为可行方案,方案2为最优方案。研究成果可为抽水蓄能电站地下厂房硐室群开挖施工提供指导。     

卡拉水电站地下洞室群稳定性分析及洞室间距优化研究

不利地质构造及软弱地层是卡拉水电站地下洞室群围岩稳定控制的关键性因素，鉴于此，采用离散元方法建立了包含不同级别结构面及软弱地层的节理岩体模型。在节理岩体模型的基础上，对处于优化设计阶段的卡拉水电站进行洞室群稳定性分析以及主副厂房洞和主变洞间距优化研究。数值计算结果表明：地下厂房洞室群整体稳定性较好，地下厂房区围岩具备成洞条件；但存在软弱地层T₃z^2-5区域围岩变形较大，局部区域节理相互切割易造成块体滑落等工程地质问题，需要对其重点关注；结合洞群开挖后围岩内场量的分布情况以及经济指标和力学指标，从定性和定量角度对洞室间距进行了优选，最终确定主副厂房洞和主变洞间距50 m为最优方案。相关研究成果对于卡拉水电站洞室优化、安全施工具有一定指导意义。